[發(fā)明專利]運算電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880085302.X
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN111615700A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 川合健治;粟田亮;武井和人;飯塚公昭
• 申請（專利權）人: NTT電子股份有限公司;日本電信電話株式會社
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

運算電路設置有：LUT生成電路(1)，當將系數(shù)c[n](n＝1，···，N)劃分為對時，輸出針對每個對計算的值；以及分布式計算電路(2?m)，針對M組數(shù)據(jù)x[m，n]中的每一組，并行計算乘積和計算值y[m]，該乘積和計算值y[m]通過將包括M組在內的數(shù)據(jù)集X[m](m＝1，···，M)中的數(shù)據(jù)x[m，n]分別乘以系數(shù)c[n]且將相乘后的值求和而獲得。分布計算電路(2?m)由以下項形成：多個二項式分布計算電路，基于通過將與分布式運算電路對應的N個數(shù)據(jù)集x[m，n]劃分為對所獲得的值、通過將系數(shù)c[n]劃分為對所獲得的值和由LUT生成電路(1)計算的值針對每對并行計算二項式乘積和運算值；以及二項式分布計算結果求和電路，對由二項式分布計算電路計算的值求和，并將和作為y[m]輸出。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于數(shù)字信號處理的運算電路，更具體地，涉及一種用于執(zhí)行乘積和運算的運算電路。

背景技術

數(shù)字信號處理中的主要運算是乘積和運算，用于將數(shù)字信號數(shù)據(jù)乘以系數(shù)并將乘積加起來。已知分布式運算作為有效地執(zhí)行該乘積和運算的方法(參見非專利文獻1)。圖10示出了使用分布式運算的乘積和運算電路的配置示例。圖11示出了圖10所示的乘積和運算電路的操作的時序圖。

圖10所示的乘積和運算電路是在輸入N(N為2或更大的整數(shù))個數(shù)據(jù)x[n](n＝1，...，N)時通過將每個數(shù)據(jù)x[n]乘以系數(shù)c[n]且將乘積加起來的乘積和運算的運算電路，即，計算∑_n＝1,...,N(c[n]×x[n])。從x[n](n＝1，...，N)輸入到乘積和運算電路的定時起，通過輸入數(shù)量等于x[n]的位寬的時鐘脈沖來輸出乘積和運算的結果。

在開始上述乘積和運算之前，通過假設系數(shù)c[n](n＝1，...，N)是一常數(shù)，使用上述分布式運算的運算電路將基于系數(shù)c[n](n＝1，...，N)計算的值和由諸如ROM(只讀存儲器)的存儲電路所形成的查找表(以下稱為LUT)1001的地址存儲在每個地址的存儲區(qū)域中。當輸入數(shù)據(jù)x[n](n＝1，...，N)時，通過基于數(shù)據(jù)x[n](n＝1，...，N)搜索存儲在LUT 1001中的值并將來自LUT 1001的讀出值相加，運算電路可以獲得與乘積和運算相同的結果。如上所述，使用分布式運算的乘積和運算電路不需要具有復雜電路配置的乘法電路。

如圖12所示，圖10所示的LUT 1001包括具有2^N個地址的存儲區(qū)域。基于系數(shù)c[n](n＝1，...，N)計算的值被預存儲在每個地址的存儲區(qū)域中。更具體地，存儲在地址a中的值LUT[a]是在通過用二進制表示法表示地址a所獲得的每個位為a[n](n＝1,...,N,a＝∑_n＝1,...,N(2^n-1×a[n]))時的值∑_n＝1,...,N(c[n]×a[n])。

當輸入數(shù)據(jù)x[n](n＝1，...，N)的每個位x[n][l](l＝1，...，L，L是x[n]的位寬，x[n]＝∑_l＝1,...,L(x[n][l]×2^l-1)并且數(shù)據(jù)有效性信號有效時，圖10所示的移位寄存器1000-XR[n](n＝1,...,N)加載數(shù)據(jù)x[n]的每個位x[n][l]，并且每當此后輸入時鐘脈沖，則移位寄存器1000-XR[n]從MSB(最高有效位)到LSB(最低有效位)依次輸出各個位。

將參照圖13說明移位寄存器1000-XR[n]的操作。首先，當輸入數(shù)據(jù)x[n]時，選擇器x[n，2]至s[n，L]根據(jù)表示“有效”的數(shù)據(jù)有效性信號來選擇數(shù)據(jù)x[n]的位x[n][2]至x[n][L]的值。然后，通過使用緊接其后所輸入的時鐘脈沖(第一時鐘脈沖)作為觸發(fā)，觸發(fā)器xr[n，1]加載位x[n][1]的值，并且觸發(fā)器xr[n，2]至xr[n，L]分別加載從選擇器s[n，2]至s[n，L]所輸出的位x[n][2]至x[n][L]的值。因此，觸發(fā)器xr[n，1]加載x[n][1]作為數(shù)據(jù)x[n]的LSB，并且觸發(fā)器xr[n，L]加載x[n][L]作為數(shù)據(jù)x[n]的MSB。